تـازه‌هـای تـرمیـم استخـوان در جهـان

شفا آنلاین:امروزه در سراسر جهان، به دنبال شکستگی یا ساییدگی استخوان <Bone wear>جراحی پیوند بافت استخوان اجرا می‌شود که گرچه بسیار رواج دارد ولی با محدودیت‌هایی همراه است. از اینرو، محققان درصددند تا استخوان مصنوعی‌ای ایجاد کنند که حاوی سلول‌های بنیادی باشد.

به گزارش شفا آنلاین:این امر مستلزم کشف و توسعه بیومتریال‌هایی است که در آن واحد نرم و انعطاف‌پذیر و در عین حال پرمنفذ و اصطلاحا متخلل باشد تا به این شکل، توسط سلول‌ها کلونیزه شوند. برای تولید اجزای استخوانی مناسب، چاپ سه بعدی کمک بسیار زیادی خواهدکرد.


استخوان، بافت خودترمیم شونده
استخوان از آن دسته بافت‌های بدن است که همواره در حال ترمیم و نوسازی است. تراکم استخوانی بدن ما، خود را با تحریک‌های زیست مکانیک تطبیق می‌دهد و بافت مرده را با بافتی جدید جایگزین می‌کند. استخوان‌ها از سلول‌هایی بنام اُستئوسیت تشکیل شده‌اند، فاصله میان سلول‌های استخوانی را ماده بین سلولی پر کرده است که به آن ماتریس می‌گویند.

این ماده از یک داربست و شبکه سه بعدی از پروتئین و موادقندی بخصوصی تشکیل شده که روی آن املاح کلسیم از جنس هیدروکسی آپاتیت رسوب کرده است. زمانیکه عملکرد سلول‌های اُستئوبلاست و اُستئوکلاست به حالت تعادل می‌رسد، ماتریس ترمیم می‌شود. اُستئوبلاست‌ها ماتریس استخوانی را می‌سازند درحالیکه اُستئوکلاست‌ها، آن دسته از بافت‌های استخوانی که تحت تاثیر هورمون‌های مختلف و تحریکات مکانیکی، فرسوده شده‌اند را حذف می‌کنند.
این فرآیند، قابلیت‌های شگفت انگیزی به استخوان‌ها می‌دهد، بطوریکه آن‌ها به خودی خود قادر به نوسازی هستند و اگر احیانا دچار آسیب شوند، خود را ترمیم می‌کنند. به این ترتیب، بعد از وقوع شکستگی، تنها کافیست تا عضو مورد نظر، برای مدتی معین، ثابت باقی بماند تا درمان قطعی حاصل شود: فرآیند استخوان‌سازی یا همان اُستئوژنز، جای شکستگی را پُرمی‌کند و به این ترتیب کارایی استخوان دوباره احیا می‌شود.
با تمام این تفاصیل، گاهی اوقات، فرآیند طبیعی‌ترمیم خود به خودی کافی نخواهد بود: تقریبا از هر ده مورد شکستگی، یک مورد با یک سری مشکلات مکانیکی و بیولوژیکی درگیر می‌شود که از ترمیم و احیای خود به خودی شکستگی جلوگیری می‌کند. از سوی دیگر، بعضی از پاتولوژی‌ها (مثل مفصل کاذب) یا عمل‌های جراحی (مثل برداشتن تومرها، کیست‌ها، عفونت‌ها)، ممکن است به نابودی بخش عمده‌ای از بافت استخوانی بیانجامد به طوریکه حتی فرآیند اُستئوژنز (استخوان‌سازی) نیز نتواند این حجم بافتی را جبران کند. در این زمان، احیا و بازسازی استخوان، به یاری عوامل دیگری نیاز دارد.
این قضیه، علومِ مهندسی پزشکی و نیز ارتوپدی استخوان را به چالش کشیده است. دانشمندان، محققان و متخصصان مواد همگی دست به دست هم داده‌اند تا بافت‌های اسکلتی کارامدی بسازند که تمام خصوصیات عالی بیولوژیکی و مکانیکی را دارا باشد.
انواع روش‌های پیوند استخوان
پیوند خودبه خودی یا اتوگرافت: اولین راه‌حلی که برای ترمیم یک استخوان وجود دارد، پیوند استخوان فرد از خود به خودش است، به این ترتیب که از جای دیگر بدن بیمار، قسمتی از بافت استخوان برداشته می‌شود تا عمل پیوند شکل بگیرد. تاج خاصره (قسمت فوقانی استخوان لگن)، معمولاٌ جایگاهی است که برای برداشتن استخوان پیوندی انتخاب می‌شود. جراح برحسب نیاز شخص بیمار، قسمتی از بافت استخوانی اسفنجی یا متراکم یا حتی تلفیق متراکم-اسفنجی را برمی‌دارد. بافت متراکم استخوان در مقایسه با بافت اسفنجی، منسجم‌تر و مقاوم‌تر است و البته احتمال شکنندگی کمتری دارد. با اینحال، بافت اسفنجی منبع سلول‌های بنیادی به شمار می‌رود که به محض پیوند، ترمیم بافت استخوانی را آغاز می‌کند.
پیوند اتوگرافت، معمولا به واکنش تدافعیِ دستگاه ایمنی بدن ختم نمی‌شود چون بافت پیوندی از بدن خود بیمار برداشته شده است. با اینحال، پیوند اتوگرافت به مرگ قسمت اعظم سلول‌ها در بافت پیوندزده منتهی می‌شود. البته از آنجا که بافت پیوندی قابلیت بالایی در تولید سلول‌های استخوانی جدید دارد، این فقدان سلولی جبران می‌شود هر چند که تمام این مسائل به تولید عروق در بافت پیوندی بستگی دارد. استخوانی که در حال ترمیم است، به عروق بافت پیوندی نیازی حیاتی دارد چون رگ‌های خونی، انرژی و موادغذایی لازم برای تکثیر سلولی را فراهم می‌آورند. از سوی دیگر، در پیوند اتوگرافت، دو کار مهم یعنی عمل برداشتن بافت پیوندی و عمل پیوند این بافت به قسمت مورد نظر باید با دقت انجام شود و به هر حال با دردهای موضعی، آبسه و درد عصب همراه است. انتخاب اندازه بافت پیوندی که برای پُرکردن قسمت موردنظر مناسب باشد نیز محدودیت‌های خاص خودش را دارد که توضیح آن در این مجال نمی‌گنجد.

پیوند آلوگرافت یا پیوند از یک دهنده: هنگامی‌که بافت پیوندی استخوان از یک دهنده دیگر تامین شود، پیوند آلوگرافت مطرح است. بانک‌های استخوانی استفاده شده در این نوع درمان، عمدتا از طریق نمونه‌هایی که به هنگام نصب پروتزهای کفل برداشته می‌شوند، تامیم می‌شود. بافتی که در این عملیات برداشته می‌شود (سر استخوان ران) درمان‌های بسیاری را متحمل می‌شود تا سلول‌های استخوانی، غضروفی، عروق و سلول‌های بنیادیِ خونی، که پتانسیل بالایی در رد سیستم ایمنی دارند حذف شود. بنابراین فقط بافت معدنی این سلول‌ها، در دمای بسیار پایین نگهداری و حفظ می‌شود تا در پیوندهای بعدی و برای بیماران دیگر، مورد استفاده قرارگیرد.

با وجود این تفاسیر آلوگرافت در شکل‌گیری استخوان نقش مهمی دارد و بستر لازم برای رشد استخوان را فراهم می‌آورد. اما به طورکلی، این کلنیزاسیون و تجمع دوباره سلول‌های استخوانی، بسیار محدود است. امروزه محققان در تلاشند تا جایگزین‌هایی برای استخوان عرضه کنند که نه تنها دارای خواص مشابه استخوان باشد بلکه قابلیت ایجاد بافت استخوانی جدید را نیز دارا باشد.سپید

inserm.fr